[发明专利]一种三电平逆变器的改进无模型预测电流控制方法

摘要

本发明公开了一种三电平逆变器的改进无模型预测电流控制方法，包括以下步骤：步骤S1：测量逆变器三相负载电流，并做Clark变换；步骤S2：应用最优开关状态；步骤S3：计算上一个控制周期的最优开关状态所对应的电流差分；步骤S4：更新电流差分；步骤S5：估计当前控制周期最优开关状态对应的电流差分矢量；步骤S6：计算负载电流预测值；步骤S7：选取工频正弦电流为参考电流；步骤S8：建立代价函数；步骤S9：在逆变器27种开关状态作用下，选择一个使代价函数值最小的开关状态,本发明优点：无需依赖逆变器负载模型，可以有效减小模型失配给控制系统带来的不良影响，降低了硬件系统的设计要求。

主权项

1.一种三电平逆变器的改进无模型预测电流控制方法，其特征在于包括以下步骤：步骤S1：测量逆变器三相负载电流，并做Clark变换，得到两相静止αβ坐标系下的电流信号i_x(k)|_S(k‑1),x∈{α,β}；为了得到电流差分且避免检测到由于开关动作而产生的电流尖峰，在第k个控制周期中，负载电流应该在开关状态应用之前进行采样；i_x(k)|_S(k‑1)表示在开关状态S(k‑1)作用下k时刻的采样电流值；步骤S2：应用最优开关状态S_opt；步骤S3：计算上一个控制周期的最优开关状态所对应的电流差分：式中，i_x(k‑1)|_S(k‑2)表示在开关状态S(k‑2)作用下k‑1时刻的采样电流值；步骤S4：更新电流差分：式中，Δi_x,pre为长度为27的数组，用于存储不同开关状态下的电流差分；步骤S5：估计当前控制周期最优开关状态S_opt对应的电流差分矢量：步骤S6：计算负载电流预测值：式中，m∈{1,2,...,27}；S₁,S₂,...,S₂₇表示逆变器的27种开关状态；步骤S7：选取工频正弦电流为参考电流，计算t_k+2时刻的参考电流矢量：式中，i^*(k)＝I^*e^jθ(k)，I^*为参考电压幅值，θ(k)为参考电压的矢量角；ω为参考电压矢量i^*旋转的角速度；T_s为采样时间；步骤S8：建立代价函数：步骤S9：在逆变器27种开关状态S₁,S₂,...,S₂₇作用下，选择一个使代价函数值最小的开关状态作为S_opt1，S_opt1∈{S₁,S₂,...,S₂₇}：步骤S10：引入开关状态更新计数因子r，若开关状态S_opt2，S_opt2∈{S₁,S₂,...,S₂₇}在连续r个采样间隔中未被使用时，在r+1时刻，将S_opt2作为逆变器的最优开关状态；否则，将步骤S9得到的S_opt1作为逆变器的最优开关状态；步骤S11：存储最优开关状态S_opt∈{S_opt1,S_opt2}，等待下一采样时刻，返回步骤S1。